Riciclare le batterie auto non è più un problema grazie a un acido organico contenuto nei vegetali.
La produzione di batterie sostenibili e riciclabili per le auto elettriche è una delle più grandi sfide della transizione energetica ed ecologica. Gli esperimenti sono in aumento e tra gli ultimi e più promettenti ce n’è uno di un’università svedese che dimostra la possibilità di riciclare batterie di auto elettriche grazie a un acido contenuto nei vegetali.
L’acido ossalico permette di riciclare le batterie
I ricercatori della Chalmers University of Technology, in Svezia, hanno annunciato una nuova modalità di riciclare i metalli dalle batterie esaurite delle auto elettriche. Il metodo consente di recuperare il 100% dell’alluminio e il 98% del litio riducendo al minimo la perdita di preziose materie prime come nichel, cobalto e manganese. Il processo non prevede l’utilizzo di sostanze chimiche costose o dannose perché i ricercatori utilizzano l’acido ossalico, un acido organico che può essere trovato nel regno vegetale. Per esempio, ne sono ricchi il rabarbaro e gli spinaci.
«Finora nessuno era riuscito a trovare le giuste condizioni per separare così tanto litio utilizzando l’acido ossalico, rimuovendo allo stesso tempo tutto l’alluminio. Poiché tutte le batterie contengono alluminio, dobbiamo essere in grado di rimuoverlo senza perdere gli altri metalli», afferma Léa Rouquette, dottoranda presso il Dipartimento di Chimica e Ingegneria Chimica di Chalmers.
Nel laboratorio della Chalmers una cappa chimica polverizza le batterie e produce una polvere nera finemente macinata. Questa viene disciolta in un liquido trasparente, l’acido ossalico, e l’insieme viene poi “mixato”. Dopo un tempo prestabilito, la miscela nera viene filtrata. L’alluminio e il litio finiscono nel liquido, mentre gli altri metalli, come cobalto, nichel e manganese, rimangono nei “solidi”.
Perché la scoperta è importante?
«Abbiamo bisogno di alternative ai prodotti chimici inorganici – afferma Martina Petranikova, professoressa associata presso il Dipartimento di Chimica e Ingegneria Chimica di Chalmers – e uno dei maggiori colli di bottiglia nei processi odierni è la rimozione di materiali residui come l’alluminio. Si tratta di un metodo innovativo che può offrire all’industria del riciclaggio nuove alternative e aiutare a risolvere i problemi che ostacolano lo sviluppo».
Nonostante la sua apparente semplicità, la procedura esatta è una scoperta scientifica notevole. Mettendo a punto temperatura, concentrazione e tempo, i ricercatori hanno così sviluppato una ricetta per l’utilizzo efficace dell’acido ossalico.
Il metodo di riciclaggio a base acquosa è chiamato idrometallurgia. Nell’idrometallurgia tradizionale, tutti i metalli nella cella di una batteria per veicoli elettrici vengono disciolti in un acido inorganico, quindi si rimuovono le “impurità” come alluminio e rame. Infine è possibile recuperare separatamente metalli preziosi come cobalto, nichel, manganese e litio. Anche se la quantità residua di alluminio e rame è piccola, richiede diverse fasi di purificazione e ciascuna fase di questo processo può causare la perdita di litio.
Con il nuovo metodo, i ricercatori invertono l’ordine e recuperano prima il litio e l’alluminio. Pertanto, possono ridurre lo spreco di metalli preziosi necessari per produrre nuove batterie. L’ultima parte del processo, in cui la miscela nera viene filtrata, ricorda la preparazione del caffè. Mentre l’alluminio e il litio finiscono nei liquidi, gli altri metalli restano nei “solidi”. Il passo successivo nel processo è separare l’alluminio e il litio.
Progetti e obiettivi
«Poiché i metalli hanno proprietà molto diverse, non pensiamo che sarà difficile separarli. Il nostro metodo rappresenta una nuova strada promettente per il riciclaggio delle batterie, una strada che merita sicuramente ulteriori esplorazioni», afferma Rouquette. «Il metodo può essere ampliato, speriamo che possa essere utilizzato nell’industria negli anni futuri», afferma Petranikova.
Il gruppo di ricerca ha trascorso diversi anni conducendo ricerche all’avanguardia nel riciclaggio dei metalli presenti nelle batterie agli ioni di litio. Il gruppo è coinvolto in diverse collaborazioni con aziende per sviluppare il riciclaggio delle batterie delle auto elettriche ed è partner in importanti progetti di ricerca e sviluppo, come il progetto Nybat di Volvo Cars e Northvolt.
